Un frente frío es el borde de ataque de una masa de aire más fría a nivel del suelo que reemplaza una masa de aire más cálida y se encuentra dentro de una depresión superficial pronunciada de baja presión . A menudo se forma detrás de un ciclón extratropical (al oeste en el hemisferio norte , al este en el sur ), en el borde principal de su patrón de advección de aire frío , conocido como flujo seco de "cinta transportadora" del ciclón . Las diferencias de temperatura a través de la frontera pueden superar los 30 °C (54 °F) de un lado al otro. Cuando hay suficiente humedad, puede llover a lo largo del límite. Si hay una inestabilidad significativa a lo largo del límite, se puede formar una estrecha línea de tormentas a lo largo de la zona frontal. Si la inestabilidad es débil, [ se necesita aclaración ] un amplio escudo de lluvia puede moverse detrás del frente , y el enfriamiento por evaporación de la lluvia puede aumentar la diferencia de temperatura a través del frente. Los frentes fríos son más fuertes en las estaciones de transición de otoño y primavera y son más débiles durante el verano.
Un frente frío ocurre cuando una masa de aire comparativamente más frío se mueve hacia donde hay aire más cálido. El aire más seco y frío forma un límite muy inclinado debajo del aire más cálido y húmedo en la superficie y eleva ese aire. Esto suele provocar formaciones de nubes con un fuerte desarrollo vertical, que pueden manifestarse como una línea de chubascos y tormentas cuando hay suficiente humedad . [1] En los mapas meteorológicos , la posición en la superficie del frente frío está marcada con el símbolo de una línea azul de triángulos/picos (puntos) que apuntan en la dirección de viaje. La ubicación de un frente frío se encuentra en el borde anterior de la caída de temperatura , que en un análisis de isoterma se mostraría como el borde anterior del gradiente isotérmico, y normalmente se encuentra dentro de una vaguada superficial pronunciada . [2] Los frentes fríos se mueven más rápido que los frentes cálidos y pueden producir cambios climáticos más bruscos. Dado que el aire frío es más denso que el aire caliente, reemplaza rápidamente al aire caliente que precede al límite. [3]
En el hemisferio norte, un frente frío generalmente provoca un cambio de viento del suroeste a noroeste en el sentido de las agujas del reloj, también conocido como virado, y en el hemisferio sur un cambio de noroeste a suroeste (en el sentido contrario a las agujas del reloj, en retroceso). La presión atmosférica disminuye constantemente con la aproximación de un frente frío. Con el paso frontal, la presión aumenta bruscamente y luego se estabiliza. Normalmente, los frentes fríos pueden caracterizarse por estas características: [4] [1]
*siempre que haya suficiente humedad.
Si el frente frío es muy inestable , comúnmente se forman nubes cumulonimbus que producen tormentas eléctricas a lo largo del frente. Los cirros yunque pueden extenderse a una distancia considerable a favor del viento desde las tormentas. [6] Los otros tipos de nubes asociados con un frente frío dependen de las condiciones atmosféricas, como la estabilidad de la masa de aire y la cizalladura del viento. [7] A medida que el frente se acerca, la etapa media da paso a altoestratos y estratocúmulos de bajo nivel con precipitaciones ligeras intermitentes si la masa de aire cálido desplazada por el frente frío es mayoritariamente estable. En caso de inestabilidad significativa de la masa de aire, se formarán cúmulos o cumulonimbos desarrollados verticalmente con chubascos y tormentas eléctricas a lo largo del frente.
Después del paso del frente frío, el cielo generalmente se aclara a medida que se acumula alta presión detrás del sistema, aunque pueden persistir cantidades significativas de cúmulos o estratocúmulos, a menudo en forma de largas bandas llamadas calles de nubes , si la masa de aire detrás del frente permanece húmeda. de una fuente de humedad. [8] Cantidades pequeñas e inmutables de cúmulos o cirros en un cielo por lo demás despejado suelen ser indicaciones de que el tiempo continúa siendo bueno siempre que la presión barométrica se mantenga comparativamente alta.
Un frente frío comúnmente trae una banda estrecha de precipitación que sigue a lo largo del borde de ataque del frente frío. Estas bandas de precipitación suelen ser muy fuertes [9] y pueden provocar tormentas eléctricas severas, granizadas , [10] ráfagas de nieve, [5] y/o tornados . En primavera, estos frentes fríos pueden ser muy fuertes y provocar fuertes vientos cuando el gradiente de presión es mayor de lo normal. Durante los meses de invierno, los frentes fríos a veces atraviesan una zona con poca o ninguna precipitación. Pueden ocurrir bandas de lluvia más amplias detrás de los frentes fríos que tienden a tener precipitaciones más estratiformes y menos convectivas. [11] Estas tormentas de lluvia a veces provocan inundaciones y pueden moverse muy lentamente cuando la tormenta que las dirige es fuerte y está incrustada dentro de un patrón de flujo meridional (con más movimiento de polo a ecuador en lugar de movimiento de oeste a este). En invierno, los frentes fríos pueden provocar olas de frío y, ocasionalmente, nieve. En primavera o verano, en latitudes templadas, ocasionalmente puede caer granizo junto con la lluvia. Si la humedad no es suficiente, como cuando un sistema ha cruzado previamente una barrera montañosa, los frentes fríos pueden pasar sin nubosidad.
La frontogénesis es el proceso de crear o intensificar el gradiente de temperatura de un frente. Durante este proceso, la atmósfera reacciona en un intento de restablecer el equilibrio, la consecuencia es un movimiento circular a lo largo del frente donde el aire se eleva, a lo largo del frente frío y cae hacia abajo, detrás del límite frontal. Ésta es la fuerza real del movimiento ascendente a lo largo de un frente que es responsable de las nubes y las precipitaciones.
A medida que el gradiente de temperatura aumenta durante la frontogénesis, el viento térmico se desequilibra. Para mantener el equilibrio, el viento geostrófico arriba y abajo se ajusta, de modo que se forman regiones de divergencia/convergencia. La continuidad de masa requeriría un transporte vertical de aire a lo largo del frente frío donde hay divergencia ( presión reducida ). Aunque esta circulación se describe mediante una serie de procesos, en realidad ocurren al mismo tiempo, lo que se puede observar a lo largo del frente como una circulación térmica directa. Hay varios factores que influyen en la forma final y la inclinación de la circulación alrededor del frente, determinando en última instancia el tipo y la ubicación de las nubes y las precipitaciones. [7] [12]
Los frentes fríos son la vanguardia de las masas de aire más frías, de ahí el nombre de "frente frío". Tienen cambios de temperatura más fuertes durante el otoño (otoño) y primavera y durante mediados del invierno. Los cambios de temperatura asociados con los frentes fríos pueden alcanzar hasta 30 °C (54 °F). Cuando llegan los frentes fríos, suele haber una ráfaga de viento rápida pero fuerte, que indica que el frente frío está pasando. En las observaciones meteorológicas de superficie , cuando esto ocurre se codifica una observación conocida como FROPA. [13] Los efectos de un frente frío pueden durar desde horas hasta días. El aire detrás del frente es más frío que el aire que reemplaza y el aire caliente se ve obligado a ascender, por lo que se enfría. Como el aire más frío no puede retener tanta humedad como el aire cálido, se forman nubes y se produce lluvia o nieve. [4]
Los frentes fríos se forman cuando una masa de aire más fría se mueve hacia un área de aire más cálido a raíz de un ciclón extratropical en desarrollo. El aire más cálido interactúa con la masa de aire más fría a lo largo del límite y generalmente produce precipitación. Los frentes fríos suelen seguir un frente cálido o una línea de turbonada. Muy comúnmente, los frentes fríos tienen un frente cálido delante pero con una orientación perpendicular. En áreas donde los frentes fríos alcanzan al frente cálido, se desarrolla el frente ocluido . Los frentes ocluidos tienen un área de aire caliente en lo alto. Cuando una característica de este tipo se forma hacia el polo de un ciclón extratropical, se conoce como trowal , que es la abreviatura de TR ough Of W arm A ir a L oft. [14] Un frente frío se redesigna como frente cálido si comienza a retroceder antes del próximo ciclón extratropical a lo largo del límite frontal, y se llama frente estacionario si se detiene. Un tipo de frente frío especialmente nítido, fácilmente discernible en imágenes de satélite, es la banda de lluvia frontal fría estrecha .
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